来源：CCHVAC
一、工程概况
武汉光谷国际网球中心一期工程位于武汉东湖新技术开发区，总用地面积为153872平方米，项目主要建设一个15000座网球主赛馆、一个5000座网球场及赛事所需相关配套设施与运营设施，配套楼地下室设置冷冻换热站作为区域冷热源中心，通过地下综合管沟分别与15000座主场馆及5000座网球场相连。其中15000座网球主赛馆为WTA武汉国际网球公开赛主场馆，属于甲级体育建筑。建筑高度46.08米，建筑面积54339.42平方米，容积率0.46，是一座集运动、商务、娱乐为一体的多功能场馆，主赛馆主要满足“世界女子职业网球赛WTA超五巡回赛”的比赛要求，及其它体育赛事多种要求的综合性场馆，还要考虑非赛事期间的可持续使用，能满足开展大型活动和面向社会的全民体育、健身需求及场馆自身经营需求。
15000座网球馆地上共五层，一层主要为运动员、裁判及球童、贵宾观众、赞助商、竞赛管理用房、设备间及架空车道；二层为观众平台、包厢、售卖、卫生间等；三层为观众卫生间；四层为观众卫生间和设备用房；看台层为评论员用房及设备控制间。比赛大厅屋面是目前国内可开启面积最大的可开启屋盖结构（可开启尺寸60mx70m），从而使网球馆可在体育馆及体育场两种模式之间切换使用。
二、设计参数及空调冷热负荷
本项目室内、外设计参数见表1、2。
表1 室外设计计算参数
表2 室内空气设计参数
区域冷热源中心主机装机容量根据15000座网球馆、5000座网球场及配套餐饮楼空调冷热负荷综合值确定，同时考虑到15000座网球馆有体育馆和体育场两种不同运行模式，系统空调冷热负荷见表3及表4。
表3 15000座网球馆不同运行模式下冷热负荷
表4 冷热源系统分区总负荷
三、空调冷热源设备选择及设计特点
15000座网球馆具有一般体育馆建筑使用上明显的间歇性、低使用率等特点，在非比赛或非活动期间只有部分运营管理用房正常使用，同时由于其可开启屋盖的存在，空调系统的设计考虑了体育馆和体育场两种不同运行模式的区别，空调计算冷热负荷见表3。
本工程冷热源系统设计既要保障赛事或演艺等的高峰空调需求、又要注重平时使用的节能、维护的便利，结合项目具备市政热源（过热蒸汽管网）的有利条件，经多次方案比选，冷热源系统配置见表5，冷热源机组设于配套楼地下室的区域冷热源中心内。赛时、赛后运营分别设置独立的冷热源，可避免合用系统经常出现的“大马拉小车”的现象，也方便了后期维护管理工作；双回路燃气真空热水锅炉是保障重大赛事、避免蒸汽检修故障等的备用热源，同时也作为二期工程5000座综合体育馆的备用热源。
表5 冷热源系统配置
四、空调系统形式及设计特点
1．空调水系统
空调水系统采用一次泵变流量两管制系统，区域冷热源中心共引出四路水系统，通过综合管沟进入15000座网球馆及5000座网球场，分别为KT-1：5000座网球场系统；KT-2：15000座观众席及比赛场地、入口大厅系统；KT-3：15000座一层功能区及辅助用房、二层贵宾包厢、五层评论员及转播室等系统；KT-4：餐饮楼系统。其中KT-2和KT-3系统可分别对应15000座体育馆屋顶开、闭状态下的空调需求。空调供回水按大温差设计，夏季5.5/12.5℃，冬季60/45℃。15000座一层地面下设置了环状管沟，可通过竖向通道送至各空调末端。
2．空调风系统
比赛大厅由观众区和比赛场组成，其中观众区含高、低区固定座椅及比赛场内固定、活动座椅等，其空调风系统设计采用多种送、回风方式共同保证比赛大厅的空调要求，综合考虑建筑使用特点和节能要求，结合气流环境CFD数值模拟分析结果最终确定的气流组织方式见表6。
表6 比赛大厅气流组织方式
观众区固定座椅采用座椅送风的方式，在观众席看台下方设整体式送风静压箱，处理过的冷空气经风道引入送风静压箱内，由阶梯旋流风口送出。座椅送风设计送风温度21℃（送风温差5℃），本项目考虑静压箱内送风温升为1℃，空调器设计出风温度20℃（含风机温升1℃），空气处理采用二次回风无再热方式。比赛大厅共划分了31个空调系统，其中低区观众席及赛场部分共23个空调系统，分别设于一层11个空调机房内，高区观众席共8个空调系统，均匀分布在四层的8个空调机房内，形成了分区空调的系统形式，为赛时根据观众人数采取分区售票提供了可能，可降低空调系统运行成本，节约能源。原设计理念中未考虑屋盖开启状态下的空调需求，但在使用过程中，屋盖开启状态的阶梯送风的空调效果也能达到舒适性要求，观众的满意度较高。
赛事办公区、会议室、新闻发布等区域根据需要分别采用常规风机盘管加新风系统、全空气系统等。
五、通风、防排烟、空调自控设计及减振降噪控制
比赛大厅屋面网架的设备平台处设8台柜式排风机，通过马道可以方便地检修和维护，总排风量按新风量的80%计算，采取台数控制方式调节风量，及时排除积聚在大厅上部的热量。为避免振动和噪声对室内产生影响，采用减振台座的安装方式，风机表面用隔声材料包覆，在设备外壳上刷沥青胶，粘贴100mm厚密度80K岩棉板（岩棉用玻璃布包裹），然后用麻绳紧密缠绕，进、出风管除采用片式消声器消声外，同时采用30mm厚橡塑保温材料包覆。设计阶段拟利用可开启屋盖（8min可全部打开）作为比赛大厅的自然排烟条件，由于这种自然排烟形式没有相关设计依据，需对其能否有效控制和排除火灾产生的烟气、保证其内部人员安全疏散进行论证。根据国家消防工程技术研究中心针对该项目编制的性能化防火设计报告的相关结论，比赛大厅利用可开启屋盖作为自然排烟条件是可行的，对屋盖开启装置采用双路供电，并与火灾自动报警系统联动，可在现场手动、消防控制室远程控制开启，控制信号采用闭环控制。
二次回风空调机组需要同时控制回风温度和送风温度，采用回风温度控制水路电动阀的开度，送风温度控制二次回风阀开度的控制逻辑。
空调机房、冷冻机房均采用了吸声墙面，空调机组、冷水机组、水泵、风机等均采用了减振基础，主要管道设置了减振支吊架。
六、心得与体会
设计阶段采用全BIM设计模式，基于Revit系列软件的BIM技术应用在本次设计中起了至关重要的作用，机电各专业共用一个中心文件，参照链接建筑与结构模型协同设计，通过协同和可视化，缩短了机电专业信息传递链，保证机电专业发现问题，可以马上解决问题，实现了专业间信息传递的准确、及时、完整性，减少了设计过程中的错漏碰缺。利用Revit系列软件进行三维管线建模，并通过软件对管线进行碰撞检测，快速查找模型中的碰撞点，并出具碰撞检测报告，协助设计人员解决碰撞，消灭管路碰撞难题。
关于体育场馆建筑空调设计我认为有两大难点，第一是送风方式的确定，本工程最终采用了整体静压箱的送风方式，静压箱的制作安装要保证整体的牢固性和密封性以及减少对建筑空间的占用，气流组织要通过CFD模拟来验证；第二是在建筑高标准美观要求及复杂的结构条件下，找寻各机电管线的路由也是设计的难题，我们充分利用楼梯、主结构斜柱作为主要的竖向通道，借助BIM工具的可视化优势最终实现了设计目标。
本工程2015年9月竣工，投入使用以来成功举办了2015、2016、2017年3届WTA超五武汉网球公开赛以及张学友个人武汉站演唱会、大型企业年会等，冬夏空调运行效果良好，噪音控制均达到使用要求，希望本项目空调系统设计能为类似工程提供借鉴参考。
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